DE1602798A1

DE1602798A1 - Bohr- und Fraeswerk

Info

Publication number: DE1602798A1
Application number: DE19671602798
Authority: DE
Inventors: Horst Hoelzl; Max Rosskopf; Theodor Dr-Ing Stoeferle
Original assignee: MUELLER KARL GmbH
Current assignee: MUELLER KARL GmbH
Priority date: 1967-03-30
Filing date: 1967-03-30
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3546774A; FR1556094A; GB1198763A

Description

DR.-INS. DlPU.-INS. M.SC. DIPL.-PHYS. DR. DIPL.-PHVS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 55 683
y - ta
29-3.67

!irma Karl Hüll er GmbH, Ludwig sburg

Bohr- und Fräswerk

Die Erfindung betrifft ein Bohr» und

Grosse Werkstücke, wie Motorblöcke und Zylinäerköpfe für Schiff saiotoren oder Gehäuse für stationäre Aggregate₉ ¥iie Generatoren und dergleichen die in der Serie in sehr kleinen Stückzahlen anfallen^ können aus wirtschaftlichen Gründen auf herkömmlichen Produktionsmaschinen nicht selbsttätig bearbeitet werden, sondern werden einzeln fertiggestellte

109847/0268

-2-

BÄD ORIGINAL

A 35 6 83 h

Zu ihrer Bearbeitung bedient man sich dabei als Bohr- und Fräsv/erke ausgebildeter V/erkzeugma3ehinen, mit deren Hilfe sich bei manueller Bedienung der Maschine die notwendigen -Bohr- und. l?räsoperationen durchführen lassen. Es ist naheliegend, dass bei einer aolchen Einzelfertigung beträchtliche Kosten auflaufen, was insbesondere durch Nebenzeiten wie Rüstzeit, Maschineneinstellung, Werkzeugwechseln Transport von einer Maschine zur anderen usw. bedingt ist_c

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Maschin zu schaffen, die Werkstücke, insbesondere grosse und schwi rige Werkstücke, in kleinsten Serien automatisch und rationell zu bearbeiten gestattet»

Die Lösung dieser Aufgabe wurde durch die Erkenntnis möglich, eine solche Maschine in Form eines Bohr- und

₍ ffräswerkes auszubilden, das analog zu den bekannten Werkzeugmaschinen dieser Art, wie sie beispielsweise Gegend-Stand des US-Prospektes (Gray, Bulletin Nr„48) ist, einen stationären Arbeitstisch und ein Maschinenbett aufweist, auf dem entlang des Arbeitstisches ein Maschinenständer beweglich angeordnet ist, der ein mittels eines Aufnahmeschlittens in eitier ersten Richtung verstellbares

10 98 4 7/0268 ^EAD ^u71]Q:nA

y - ta

29-3.6f- ' ' - 3 -

Arbeitsspinäelaggregat aufweist und an dem der Aufnahmeschlitten und das Arbeitsspindelaggregat gemeinsam mittels eines !Drägersohlittens in einer zweiten, zur ersten Richtung senkrechten Richtung verstellbar is"k und "bei einem aolchen Bohr- und 3?räswerk erfindungsgemäss den Trägerachlitten auf Führungen am Maschinenständer.vertikal und den Aufnahmeschlitten auf Führungen am Trägerschlitten horizontal verstellbar vorzusehen, das Arbeitsspindelaggregat schwenkbar und mit zwei parallelachsigen Arbeitsspindeln auszustatten, die sich in einer zur Schwenkachse lotrecht liegenden Ebene befinden und deren Werkzeug— aufnahme einrichtung en an ihren voneinander abgewand.ten Enden vorzusehen., das Arbeitsspinäelaggregat so feststellbar anzuordnen, dass sich die eine Arbeitsspindel in horizontaler Ebene in Einsatzstellung und die andere Arbeitsspindel in einer Bereitschaftsstellung befindet und ferner in an sich bekannter Weise eine Werkzeugwechseleinrichtung vorzusehen, die über ein eine Vielzahl von Werkzeugen aufnehmendes Werkzeugmagazin und eine Auswechselvorrichtung verfügt, durch welche Auswechselvorrichtung das Werkzeug der sich in ihrer Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspiel gegen ein aus dem Werkzeugmagazin entnommeae-

109847/0269

neues Werkzeug austauschbar ist„

Die.Erfindung bildet damit eine Werkseugmaschine in 3?orm eines Bohr- und 3?räswerkeo zu einer Produktionsmaschine weiter, die ein BearbextungsZentrum darstellt, das eine automatische Bearbeitung von Werkstücken der eingangs erwähnten Art bei grösster Genauigkeit gestattete

w Die Konstruktion des erfindungsgemässen Bohrwerkes erlaubt ,sämtliche spanabhebenden Verfahren auszuführen^

wobei die Werkstücke auch extrem lang sein können, da das Arbeitsspindelaggregat zusammen mit dem Maschinenständer am Arbeitstisch entlang fahren kann_e Es ist also nicht notwendigj irgendwelche Bohr- und/oder Träsoperationen auf einer weiteren Maschine durchzuführen, so dass keinerlei damit zusammenhängende Hebenzeiten anfallen. Die Maschine verfügt aufgrund des erfindungsgeraäss vorgesehenen Werkzeugmagazins über eine ausreichende Werkzeug-' kapazität auch für schwierige Werkstücke, wobei durch die erfindungsgemässe Anordnung des doppelspindligen Arbeitsspindelaggregats gewährleistet ist,dass bei durchzuführendem Y/erkseugviechsel " keine

Verzögerungen für den Maschineneinsatz entstehen können und die Werkzeugwechselzeiten so kurz wie möglich sind»

109847/0268

y —· ta

Schliesslieh stellt die schwenkbare Anordnung des doppelspindligen Arbeitsspindelaggregates praktisch eine pausenlose Einsatzfolge unterschiedlicher Werkzeuge sicher*

Das Werkzeugmagazin kann beliebig ausgebildet sein₉ wobei zur Durchführung eines Werkzeugwechsels die ÄuswechselvorricLtung zwischen Arbeitsspindelaggregat und Werkzeugma·= gaain hin- und herbewegbar vorzusehen ist» Um hierbei den Werkzeugwechsel so kurzzeitig wie möglich zu bewerkstelligen, verfügt die Auswechselvorrichtung erfindungsgemäss über zwei Y/erkzeuggreifer, wobei der eine Werkzeug-? greifer das neu einzusetzende Werkzeug bereit hält, während Oer andere Greifer das gebrauchte Werkzeug aus der sich in der Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel herauslöst, damit der andere Werkzeuggreifer das neue , Werkzeug in diese Spindel einsetzen kann_e Zur vor teilhaft eil Durchführung des Werkzeugwechselvorganges wird man günstigerweise die Werkzeuggreifer an einem gemeinsamen Träger in einer gemeinsamen Ebene übereinander anordnen, den Sreifer zur Durchführung des Werkzeugwechsels am Maschinenständer achsparallel zu der sich in Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel beweglich anordnen und die Werkzeuggreifer am Träger gemeinsam in vertikaler Richtung

-■ 6 -

t09847702SS

y - ta

29ο5α67 - 6 -

derart beweglich vorsehen, dass sie nacheinander einzeln durch den Träger am Arbeitsspindelaggregat in die erforderliche F/erkzeugweehselstellung gelangen. Bei dieser Konstruktion wird sich ein Werkzeugwechsel folgendermaßen abspielen:

Der Träger steuert die beiden Werkzeuggreifer zum Werkzeugmagazin, worauf der eine Werkzeuggreifer ein Werkzeug erfasst. Danach steuert der Träger die beiden Werkzeuggreifer in Richtung des Arbeitsspindelaggregates, wobei der zur Entnahme des gebrauchten Werkzeuges aus der sich in Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel vorgesehene Greifer in vertikaler Richtung derart verstellt wird, dass er sich am Arbeitsspindelaggregat in der Werkzeugwechselstellung befindet und das gebrauchte Werkzeug greifen kann, Anschliessend steuert der Träger die Werkzeuggreifer in entgegengesetzter Richtung, wobei die Entnahme des gebrauchten Werkzeuges aus der Arbeitsspindel erfolgt. Danach führen beide jeweils ein Werkzeug tragende Werkzeuggreifer eine zweite Vertikalbewegung durch, derart, dass nunmehr das für den Einsatz vorgesehene Werkzeug zur Arbeitsspindel fluchtet. Schliesslich steuert

BAD CRJ2»?JÄL

109847/0268

y - ta

29*3.67 - Ί -

der Träger beiäe Werkzeuggreifer in Richtung der Arbeitsspindel, wobei im Verlauf dieser Bewegung das neue Werkzeug in diese eingesetzt und anschiiessend das Greiferpaar ζην Ablage des ausgebrauchten Werkzeuges zum Werkzeugmagazin gesteuert wird,, Dabei kann einer der beiden Gxäfer das in der Einsatzfolge nächste Werkzeug am Magazin greifen,, Erfindungsgemäss führt der die Werkzeuggreifer tragende Träger beim Werkzeugwechsel synchron alle ä

Bewegungen des sich im Arbeitseinsatz befindlichen Arbeitsspindelaggregates mit aus, um einen fälligen Werkzeugwechsel in jeder Arbeitsstellung des Maschinenständersso schnell wie möglich durchzuführen. Aus diesem Grunde bewegt sich erfindungsgemäss das Werkzeugmagazin ebenfalls synchro» mit dem Maschinenständer _o'

Das Werkzeugmagazin weist erfindungsgemäss eine Anzahl von in unterschiedlichen Ebenen übereinander angeordneten Werkzeugspeicher auf, die jeweils eine Vielzahl von Werk*· ' zeugen aufnehmen und in vorbestimmte Entnahmestellungen einstellbar sind. Diese Ausbildung gewährleistet eine kompakte Magazinkonstruktion, die sich dem Maschinenständer vorteilhaft zuordnen lässt. Als Werkzeugspeicher dienen

109847/0268

A 55 6f> h y- ta

29o3-67 - 8 -

erfindungsgemäss an einer gemeinsamen Schwenksäulö übereinander angeordnete Drehscheiben, die an ihrem Umfang Ausnehmungen zur Aufnahme jeweils eines. Werkzeuges haben* Günstigerweise wird man die Drehscheiben des Werkzeugmagazines in unterschiedlichen axialen Abständen an der Schwenksäule anordnen, so dass Drehscheiben für längere und kürzere Werkzeuge vorhanden sind. Durch diese Massnahmen lässt sieh die Bauhöhe des Werkzeugmagazines ausserordentlich niedrig halten. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn die in die Ausnehmungen der Drehscheiben einsetzbaren Werkzeuge mit ihrem Schaft achsparallsl zur Schwenksäule einsetzbar sind, damit sie nicht aus dem Werkzeugmagazin herausragen und so keinen zusätzlichen Raum in Anspruch nehmen« Diese Anordnung der Werkzeuge im Werkzeugmagazin macht es notwendig, diese, bevor sie in die betreffende Arbeitsspindel eingesetzt baw„ aus der Arbeitsspindel entnommen und dem Magazin wieder zugeführt werden können, im Raum um 90° zu schwenken.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss zwischen Werkzeugmagazin und dem die Werkzeuggreifer tragenden Träger ein Überbringer zwischengeschaltet, der zur Durchführung eines Werkzeugwechsels selbsttätig in eine vorbestimmte Entnahmestellung steuerbar ist und der zur Übernahme des betreffenden

- 9-

1098Λ7/0268

A 35 63; h
y - ta
293δ

Werkzeuges eine Greifvorrichtung aufweist, äie zur Übergabe eines Werkzeuges vom Magazin zu einem der am Iräger vorgesehenen Werkzeuggreifer bzw. zur Entnahme eines in einem der beiden Werkzeuggreifer vorhandenen Werkzeuges mindestens eine Schwenkbewegung ausführt und das aufgenommene Werkzeug um. 90° schwenkt. Eine Schwenkbewegung ist hierbei ausreichend, wenn das Werkzeugmagazin neben dem Arbeitsspindelaggregat derart angeordnet ist,, dass die von den Werkzeugspeichern aufgenommenen Werkzeuge in ihrer Übergabestellung in einer Ebene liegen, in der sich auch die Achse der sich in der Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel befindet.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, das Werkzeugmagazin an einer Seite des Maschinenständers und in Bezug auf das Arbeitsspindelaggregat zurückversetzt auf einem mit dem Maschinenständer gekuppelten, fahrbaren Untergestell anzuordnen - und in diesem Untergestell zugleich den Antrieb für die Schwenksäule vorzusehen. In diesem Falle muss der Überbringer nicht nur die Werkstücke^bei der Entnahme aus dem Werkzeugmagazin aus einer vertikalen Lage in eine horizontale

lage bringen, Bondern sie zugleich auch um 180 schwenken

um sie den Werkzeuggreifern mit dem richtigen Ende zu über

- 10 -

109847/0268 bad or

y - ta

29.3.67 - 10 -

geben« Zu diesem Zweck ist der Überbringer mit einem Schwenkkopf ausgestattet, der um eine achsparallel zu der sich in der Bereitschaftastellung befindlichen Arbeitsspindel angeordnete Schwenkachse schwenkbar ist, welcher Schwenkkopf eine eine Greifvorrichtung tragende Wendevorrichtung aufweist, mit deren Hilfe während der Schwenkbewegung des Schwenkkopfes deren Greifvorrichtung um 90 schwenkbar ist. Erfindungsgemäss ist hierbei für den Schwenkkopf und die Wendevorrichtung eine gemeinsame Antriebsvorrichtung vorgesehen

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bilden das Werkzeugmagazin und der Überbringer eine Baueinheit, die über ein Verbindungsstück mit dem Maschinenständer in Bewegungsrichtung des letzteren starr, jedoch quer zur Bewegungsrichtung gelenkig verbunden ist, um zu vermeiden,, dass bei der gemeinsamen Bewegung von Maschinenständer und Werkzeugmagazin samt Überbringer bei deren Bewegung entstehende Kräfte von der erwähnten Baueinheit auf den Maschinenständer übertragen und dadurch in diesem Spannungen und somit Ungenauigkeiten hervorgerufen werden können_o

Erfindungsgemäss bildet der Arbeitstisch eine vom Maschinen-

- 11 -

10 9847/0268 badc:;: ^{! :}.

y - ta

29-3.67 - 11 -

bett lösbare, in sich geschlossene Baueinheit. Der Arbeitstisch kann beispielsweise eine grosse Schwenkvorrichtung mit Gegenlager aufweisen, um beispielsweise einen Motorblock von vier und mehr Seiten bis zu einer Werkstücklänge von mehreren Metern vollautomatisch bearbeiten zu können» Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jedoch der Arbeitstisch zwei im Abstand voneinander vorgesehene^ positionierbare Rundtische auf. Die Anordnung zweier λ

Ruridtische gestattet es, ein auf. dem einen Rundtisch aufgespanntes Werkstück zu bearbeiten und gleichzeitig auf deri anderen Rundtisch ein weiteres Werkzeug aufzuspannen< > Dadurch kann_s ohne zwangsläufig Pausen einlegen zu müssen₉ eine fortlaufende Bearbeitung schwerer Werkstücke durchgeführt werden, zu deren Aufspannung auf dem Arbeitstisch sehr viel Zeit benötigt wird. Die Anordnung zweier Rundtische vermeidet damit einen Stillstand der Maschine trotz des Umstandes, dass für die Aufspannung der Werkstücke relativ viel Zeit erforderlich ist. Vorteilhaft ist es hierbei, den einen Rundtisch abkippbar auszubilden, so dass beispielsweise auch Schrägbohrungen und dergleichen auf der erfindungsgemässen Maschine durchführbar sindo

Eine zuverlässige Arbeitsweise des erfindungsgemässen Bohr- und Fräswerkes ist gewährleistet, wenn sie programm-

- 12-109847/0268

BAD ORIGINAL

y - ta

29367

- 12 -

gesteuert arbeitet, so dass erforderliohe Arbeitebewegungen des Maschinenständers, des Träger- und Aufnahmeschlittens nebst solche des ArbeitBspindelaggregates, des die Werkzeuggreifer tragenden Trägers, des Überbringers und des. Werkzeugmagazines einzeln oder.gleichzeitig durchgeführt werden können· . .

f Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungen im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung enthält· In der Zeichnung zeigen:

Fig.l eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Bohr- und Fräswerkes,

Pig.2 eine Vorderansicht gemäss Fig.l, Pig.3 eine Draufsicht gemäss Pig.l und 2,

Pig.4 eine schaubildliche Gesamtansicht des erfindungsgemässen Bohr- und Präswerkes -,

Pig.5 eine Seitenansicht auf die Werkzeugwechseleinrichtung des Bohr- und Präswerkes_Ä und zwar von der Seite des Maschinenständers aus gesehen und in schematischer Darstellung^

- 13 -

109847/0 2 68

BAD OR!O"?iÄL

y - ta

29.3.67 - V

Pig»6 eine Draufsicht auf die Werkzeugwechseleinrichtung bei abgenommenem Oberteil, in schematischer Darstellung»

Das erfindungsgemässe Bohr-* und Präswerk weist folgende Hauptmaschinenteile auf: «

ein auf einer festen Unterlage aufsetzbares, längliches Maschinenbett 10, dessen Längsachse mit einer Werkzeugbewegungsachse zusammenfällt, die im folgenden als 2-Aohse bezeichnet wird,

einen Maschinenständer 12, der als Ganzes auf dem Maschinenbett entlang der X-Achse bewegbar

einen am Maschinenständer 12 angeordneten, entlang einer senkrecht zur Zeichenebene liegenden Y-Achse beweglichen Trägerschiit ten 14 (β·£ΐ£·<1)

einen am Trägerschlitten entlang der Z-Achse beweglich angeordneten Aufnahmeschlitten 16 (s₉]?ig.2)

ein Arbeitsspindelaggregat 18, das schwenkbar am Aufnahme schilt ten angeordnet ist ^,

- 14 -

10984770288

y - ta

29*3.67 - U -

eine Werkzeugwechseleinrichtung 20, die mit dem Maschinenständer 12 fest verbunden ist und sich mit diesem entlang der X-Achse bewegt,

einen entlang dem Maschinenbett angeordneten Arbeitstisch 22 ₉

Im folgenden sollen nun die einzelnen Hauptmaschinenteile des näheren beschrieben werden.

Das Maschinenbett 10 hat einen Bettkörper 24 mit aufgesetzten Führungen 26, die in Längsrichtung im Abstand nebeneinander angeordnet sind.

Auf diesen Führungen 26 kann das Unterteil 28 des Maschinenständers längs der X-Achse verschoben werden« Auf diesem beweglichen Unterteil ist der Oberständer 30 des Maschinenständers angeordnet. Zur Längsbewegung des gesamten Maschinenständers 12 entlang den Führungen 26 dient ein Antriebsaggregat 32, das eine Spindel 34 antreibt, mit deren Hilfe in bekannter Weise der Maschinenständer längs der X-Achse beweglich ist.

- 15 -

109847/0268

.29*3.67 - 15-

An der Vorderseite des Oberständers 30 sind senkrecht zum Maschinenbett Führungswangen 36 angeordnet, an denen der Trägerschlitten 14 entlang der Y-Achse,d.h. senkrecht

38 im Raum»verschoben werden kann· In der Haube/dee Maschinenständers ist ein Antriebsaggregat 40 zum Antrieb des Trägerschlittens untergebracht. Der Antrieb erfolgt in an sich .bekannter Weise über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Spindel«

An seiner Vorderseite hat der Trägerschlitten 14 waagrechte Führungen 4-2, an denen sich der Aufnahmeschlitten 16 entlang der Z-Achse, d.h. senkrecht zur Zeichenebene gemäsβ Fig.l, bewegen kann. Zum Antrieb dient ein Antriebsaggregat 44, das in Fig.3 deutlich erkennbar ist. Dasselbe wirkt in bekannter Weise über eine nicht dargestellte Spindel auf den Aufna'nmeschlitten.

An der Vorderseite des Aufnahmeschlittens ist ein nicht dargestellter Schaltteller vorgesehen, der in eine entsprechende Führung des Arbeitsspindelaggregates 18 eingreift, derart, dass es um eine Achse 46 schwenkbar ist. In diesem Aggregat sind im Sadialabstand von der Schwenkachse 46 zwei achsparallele Spindellagerungen 48 und 50 vorgesehen^ in denen jeweils eine Arbeitsspindel 52 bzw. 54 gelagert

- 16 -

10 9 8 4 7/0268

y - ta

29«3ο67 - 16 -

ist und festgehalten werden kann.

Das Arbeitsspindelaggregat 18 kann aus der in der Zeichnung, insbesondere in Fig.2 dargestellten Stellung um 180° geschwenkt werden^ so dass sich die Spindel 52 an der Stelle der Spindel 54 und die Spindel 54 an der Stelle der Spindel 52 befindet. In der in Pig.2 dargestellten Lage befindet sich die Spindel 52 in Arbeitsstellung, in der sie in vorbestimmter Weise ein Werkstück bearbeiten kann* während die Spindel 54 sich in der Bereitschaftsstellung zur Durchführung einer Werkzeugwechsels befindete Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen*.

Zum Antrieb des Arbeitsspindelaggregats für seine Schwenkung um 180° dient ein im Innern des Schwenkkopfes angeordnetes Hydraulikaggregat, das jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist«, Ferner sind noch Anschläge vorgesehen, um die Endstellungen des Aggregats, das einen Spindelkopf bildet, genau festzulegen. Auch diese Anschläge sind im einzelnen nicht dargestellte

Die Werkzeugwechseleinrichtung 20 hat ein Untergestell 56, das über ein Verbindungsglied 58 so mit dem Maschinen-

in Richtung ständer 12 verbunden ist, dass/entlang der X-Achse eine

- 17 -

109847/0268

A 35 683 h

starre Verbindung gewährleistet ist, wahrend senkrecht zu dieser X-Achse eine bewegliche Verbindung gegeben ist, so dass also, was die Bearbeitung entlang der X-Achae betrifft,- stets eine formschlüssige Mitnahme erfolgt, jedoch kleine Abweichungen von einer vollkommen geradlinigen Bahn durch die bewegliche Verbindung ausgeglichen werden können. Dadurch wird eine übertragung von Kräften, die im Maschinenständer zu Spannungen führen können, wirksam vermieden«

Auf dem Untergestell 56 ist ein als Ganzes mit 60 bezeichnetes Werkzeugmagazin angeordnet, das eine mittlere, auf dem Untergestell drehbar angeordnete Schwenksäüle 62 hat₉ die in senkrechtem Abstand übereinander eine Anzahl von Werkzeugaufnahmeplatten bzw· Drehscheiben 64 trägt, die fest mit der Schwenksäule verbunden sind. Auf diesen Werkzeugaufnahmeplatten 64 sind am Umfang von aussen her zugängliche Aufnahmeschlitze 66 angebracht, in die die Werkzeuge so einsteckbar sind, dass sie mit einer Werkzeugaufnahme 68 auf der Werkzeugaufnähmeplatte aufliegen, jedoch radial nach aussen herausnehmbar sind*

Die Schwenksäule 62 ist im Untergestell drehbar gelagert und kann über ein Antriebsaggregat 70 in beiden Richtungen

- 18 109847/0268 . -

y - ta

29.3.67 - 18 -

gedreht werden. DieÄntrlebsübertragung vom Antriebsaggregat erfolgt über ein Ritzel 72 und einen Zahnkranz 74, wobei noch eine Indexiervorrichtung 76 vorhanden ist* um die Schwenksäule in vorbestimmten Stellungen, in welohen eine Werkzeugentnahme stattfinden öoll₉ zu verriegeln*

Im folgenden wird des näheren beschrieben, wie einzelne Werkzeuge aus dem Werkzeugmagazin 60 entnommen und der sich in Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel zugeführt werden»

Auf dem Untergestell 56 ist gemäss B"ig.3 rechts vom Werkzeugmagazin eine Stützsäule 78 senkrecht im Saum bzw ₀ parallel zur Schwenksäule angeordnet, die über einen Aus- leger 80 die obere Lagerung für die Schwenksäule bildet und an der Rundstangenführungen 82 angeordnet sind, auf denen ein Werkzeugüberbringer in Form eines Wechselkopfes 84 auf- und abbewegbar ist. Der Antrieb des Werkzeugwechselkopfes erfolgt über eine Antriebsspindel 86, die im Ausleger 80 mit ihrem oberen Ende gelagert ist und mit ihrem

ta - ■ : ■-

unteren Ende/das Untergestell 56 eingreift und dort mit Hilfe eines Antriebsaggregates 88 angetrieben ist* Der Werkzeugwechselkopf verfügt über eine Schwenkplatte 90 und eine Indexiervorrichtung 92, mit deren Hilfe derselbe als Ganzes jeweils in einer vorbestimmten Stellung relativ

- 19 -

109847/0263

A 35 683* h

y - ta

29.3.67 - 19-

zu irgendeiner der Werkzeugaufnahmeplatte 64 feststellbar ist. Die entsprechenden Rastausnehmungen für die Indexiervorrichtung 92 sind an 5er Stützsäule 78 gestrichelt dargestellt und mit 94 bezeichnet»

Die Schwenkplatte trägt an ihrer Vorderseite eine Wendevorrichtung 96, die mit der Schwenkplatte starr verbunden ist. In der Wendevorrichtung ist entlang ihres Durchmessers eine axial verschiebbare Greiferspindel 98 angeordnet, die durch ein in der Wendevorrichtung selbst eingebautes %draulikaggregat 100 verstellbar ist»

Die Greiferspindel 98 trägt an ihrem vorderen Ende Greiferbacken 102. Wenn sich die Greiferapindel in der in Fig.6 gezeigten Stellung befindet;,, so sind diese Greiferbacken dem Werkzeugmagazin zu gerichtet. Wenn nun mit Hilfe des Hydraulikaggregates 100 die Greiferspindel axial nach <

aussen geschoben wird, kann sie mit Hilfe der nach aussen federnden Backen nach Einstellung auf die gewünschte Werkzeugauf nahmeplatte ein vorbestimmtes Werkzeug ergreifen,,

Nachdem hiernach die Greiferspindel zusammen mit dem erfassten Werkzeug wieder in die in Fig.6 gezeigte Lage

20 -

10 9 8 4 7/0288

y - ta

29o3.67 - 20 -

zurüokgesteuert ist₉ wird die Schwenkplatte 90 durch ein nur schematisch dargestelltes Hydraulikaggregat 104 geschwenkt, das zu diesem Zweck auf ein Zahnrad 106 wirkt.

Um nun das gemäss Fig.6 rechts der Schwenkplatte befindliche Werkzeug in der richtigen Lage weitergeben zu können₉ ist es notwendig, dass die Greiferspindel um ihre eigene Achse um 90° gewendet wird. Dieses Wenden der Greiferspindel geschieht zwangsläufig im Verlaufe der Schwenkung der Schwenkplatte um 180° vorzugsweise über einen Kegelradantrieb, was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Damit befindet sich das Werkzeug nunmehr parallel zur Z-Achse«

Im folgenden soll nun eine Doppelgreif vorrichtung beschrieben werden, die als Ganzes mit 108 bezeichnet iet und die dazu dient, das Werkzeug aus dem Überbringer bzwo Werkzeugwechselkopf zu entnehmen und ansohlieesend der sich in Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel 54 zuzuführen,. Die Doppelgreif vorrichtung hat einen Träger HO₉ der sich als Ganzes auf Rundführungen 112 entlang der Z-Achse bewegen kann, wobei diese Eundführungen am Träger-

T 21 -

109847/0268

schlitten 14 angebracht sind» Die Bewegung in Richtung der Z-Achse erfolgt automatisch zusammen! mit dem njräger« schlitten* ".

Zu diesem Zweck: ist auf diesen Rundführungen.112 eine Konsole .114 geführt, an welcher der Präger 110 in

Ri.cJa.tung ....

rechter, d,h. entlang der Y-Achse, beweglich angeordnet tat· Damit kann die Doppelgreif vorrichtung 108 mit Hilfe elites ; Hydraulikaggregates 116 zwischen zwei vorbestimmten Stellungen in vertikaler Richtung hin- und herbewegt werden» Die Vorrichtung 108 weist zwei Greifer 118 und 120 auf," die damit in νorbestimmte GreifStellungen gesteuert werden können.Die beidenGreifStellungen sind derart, dass in der in Fig.5 gezeigten unteren Stellung der Greifer 118 mit der Achse der sich in Bereitschaftsstellung befindliehen Arbeitsspindel 54 fluchtet, während in der nicht dargestellten oberen Stellung der Doppelgreifvorrichtung der Greifer 120 mit dieser Spindel zur Durchführung eines Werkzeugwechsels fluchtet«

Im folgenden soll nun im einzelnen die Art der Übergabe eines aus dem Werkzeugmagazin entnommenen neuen Werkzeuges und die Entnahme eines benutzten Werkzeuges aus der sich in der Bereitschaftfesteilung befindlichen Arbeitsspindel

:—* 22 109847/0288

y - ta
29,3.67 - 22 -

des näheren beschrieben werden.

Wie bereits oben beschrieben, befindet sich nach der Schwenkbewegung der Schwenkplatte 90 und der Drehung der Greiferspindel um 90° das neu einzusetzende Werkzeug in einer parallelen lage zu der sich in der Bereitsohaftsstellung befindlichen Spindel, d.h. also in Bichtung der Z-Achse« Dabei kann sich jedoch der ganze Werkzeugwechselkopf noch in einer beliebigen Höhe befinden, 3e nachdem, aus welcher Werkzeugaufnahmeplatte des Magazins das be« treffende Werkzeug entnommen wurde. Um nun dieses Werkzeug weitergeben zu können, muss daher der Werkzeugwechselkopf 84 in eine bestimmte Höhenstellung relativ zur Doppelgreif» vorrichtung 108 gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des Hydraulikaggregates 88. Diese Stellung ist in Pig.4 gezeigt,, In dieser Stellung befindet sich der Greifer 118 in fluchtender Lage mit dem in die Doppelgreifvorrichtung neu einzuführenden Werkzeug. Nunmehr wird die Greiferspindel axial in Richtung des Greifers 118 verschoben und dadurch das Werkzeug dem Greifer 118 übergeben«,

Anschliessend wird die Doppelgreifvorrichtung in ihre obere Stellung gebracht, in der nun der Greifer 120 mit dem heraus-

- 23 -

109847/0268

y - ta

29*3.67 - 23 -

zunehmenden Werkzeug bzw. mit der betr» Arbeitsspindel 54 fluchtetο Anschliessend bewegt sich die Doppelgreif vorrichtung in Richtung der Z-Achse auf das Arbeitsspindelaggregat zu«und nach Lösen des auszutauschenden Werkzeuges wird dieses vom Greifer 120 erfasst, worauf dann die Doppelgreifvorrichtung sich in umgekehrter Richtung bewegt und das auszuwechselnde Werkzeug mitnimmt« Zu diesem Zeitpunkt sind also beide Greifer mit je einem Werkzeug besetztj und zwar der obere Greifer 118 mit dem neuen und der untere Greifer 120 mit dem auagebrauchten Werkzeug.

Anschliessend bewegt sich der Trägerschlitten 110 wieder nach unten» Durch eine entsprechende Bewegung des Trägers 110 in Richtung der Z-Achse erfolgt das Einsetzen des neuen Werkzeuges in die Arbeitsspindel 54 und Festspannen desselben, worauf sich der Träger 110 erneut zurückbewegte ■Bis zum neuen Werkzeugwechsel bleibt nun die ganze Doppelgreifvorrichtung in der in 3?ig<. 4 gezeigten Bereitschaftsstellung C-

Bei einem neuen Werkzeugwechsel, d»h. wenn sich zuvor der Spindelkopf um 180° erneut gedreht hat, wiederholt sich der ganze Vorgang, bei dem durch den Überbringer 84 zuerst

- 24 -

109847/0268

y - ta

29.3.67 - 24 -

wieder ein neues Werkzeug gesucht und dem Greifer 118 übergeben wird.

Seitlich des Maschinenbettes 10 ist der Arbeitstisch 22 angeordnet. Dieser Arbeitstisch bildet eine in sioh geschlossene Baueinheit, die am Maschinenbett lösbar befestigt ist«, Der Arbeitstisch weist^ vorzugsweise im Abstand voneinander zwei positionierbare Rundtische 122„ 124 auf, deren Aufspannflächen zusammen mit der Oberfläche des Arbeitstisches in einer gemeinsamen Ebene liegen. Bei dieser Konstruktion ist es möglich, auf dem Arbeitstisch zwei Werkstücke; d.h. jeweils ein Werkstück auf einem Rundtisch?aufzuspannen. Während also das eine Werkstück mit Hilfe einer der Arbeitsspindeln 52 bzw. 54 bearbeitet werden kann_e lässt sich auf dea anderen Rundtisch ein weiteres Werkstück aufspannen. JJie Anordnung zweier Sundtische bietet damit den Vorteil« ohne grössere Ünterbrecöung auf der Jiasohine die Bearbeitung eines neuen Werkstückes in Angriff nehmen zu können. Günstiger« weise ist hierbei mindestens der eine Rundtisch abkippbar ausgebildet, so dass auch Schrägschnitte bzw. Schrägbohrungen an Werkstücken durchgeführt werden können. Erwähnt sei noch, dass der Arbeitstisch mit einer als Ganzes

- 25 -

10984 7/0263

BAD

y - ta

29o3o67 - 25 -

mit 126 bezeichneten Späneräumvorrichtung ausgestattet ist, die kontinuierlich die anfallenden Späne mittels einer Förderschnecke 128 einem Spänebehälter 130 zuführt«

Erwähnt sei noch, dass der Werkzeugwechselkop'f 84 bei Ankunft der Doppelgreifvorrichtung in Bereitschaftsstellung das alte Werkzeug übernimmt und in seine frühere Stellung im Magazin zurückbringt»

Erwähnt sei ferner, dass sich sämtliche vorerwähnten •Bewegungen vollautomatisch abspielen und während des Einsatzes der Arbeitsspindel bzw. des Arbeitsspindelaggregates vor sich gehen, so dass also bei Beendigung der betreffenden Arbeitsoperation durch die in Arbeit befindliche Arbeitsspindel bereits das in der Einsatzfolge nächste Werkzeug in der anderen Arbeitsspindel eingesetzt ist. Damit ist es möglich, ohne Wartezeiten sofort ein neues Werkzeug in Arbeitsstellung zu bringen und mit ihm die weitere Bearbeitung vorzunehmen·

- 26 -

109847/0268

Claims

29.3.67 - 26 -

Patentansprüche:

Bohr- und Fräswerk, mit einem stationären Arbeitstisch und einem Maschinenbett, auf dem entlang des Arbeitstisches ein Maschinenständer beweglich angeordnet istj der ein mittels eines AufnähmeSchlittens in einer ersten Eichtung verstellbares Arbeitespindelaggregat aufweist und an dem der Aufnahmeschlitten und das Arbeitsspindelaggregat gemeinsam mittels eines Trägerschlittens

senkrechten Eichtung

in einer zweiten, zur ersten Richtung/verstellbar sind₉ dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerschlitten (14) auf Führungen (36) am Maschinenständer (12) vertikal und der Aufnahmeschlitten (16) auf Führungen (42) am Trägerschlitten (14) horizontal verstellbar ist₉ dass das Arbeitsspindelaggregat (18) schwenkbar und mit zwei parallelachsigen Arbeitsspindeln (52_D54) ausgestattet ist., die sich in einer zur Schwenkachse (46) lotrecht liegenden Ebene befinden und deren Werkzeugaufnahmeeinrichtungen (-) an ihren voneinander abgewandten Enden vorgesehen sind, welches Arbeitsspindelaggregat so feststellbar ist, dass sich die eine Arbeitsspindel in horizontaler Ebene in Einsatzstellung und die andere Arbeitsspindel in einer Bereitschaftsstellung befindet, und dass in an sich be-

- 27 -

109847/0268

y - ta

29*3.67 - 27 -

kannter Weise eine Werkzeugwechseleinrichtung (20) vorgesehen ist,die über ein eine Vielzahl von Werkzeugen aufnehmendes Werkzeugmagazin (60) und eine Auswechselvorrichtung (108) verfügt, durch welche das Werkzeug der sich in ihrer Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel (54) gegen ein aus dem Werkzeugmagazin (60) entommenes neues Werkzeug austauschbar ist«

2„ Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ dass die Arbeitsspindela(52,54). des Arbeitsspindelaggregates (18) in gleichem radialen Abstand von dessen Schwenkachse (46) angeordnet sind, derart, dass sich die in ihrer Aus-Wechselstellung befindliche Arbeitsspindel (54 ) gegenüber der eich in der Einaataateilung befindlichen Arbeitsspin-pdel (52) in einer höheren Ebetie befindet*

3. Bofc3?~ und Präewerfc n&oh Anspruch 1 oder 2, gek-ennsseichnet, dass di# Auswecftselvorrichtuäg (ipö) Über ?swei Werkzeuggreifer (Xl3_§l20) verfUgt, die^ zur Durchführung des Werkzeugweohsels zwischen Arbeitsapindelaggiegat (18) und Werkzeugmagazin (60) hin- und herbeweg* bar sindο

- 28 -

109847/C26

BAD ORIGINAL

y - -ta

29.2.67 - 28 -

4. Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet ₉ dass die Werkzeuggreifer (118,120) an einem gemeinsamen Träger (lio) in einer gemeinsamen Ebene übereinander angeordnet sind, dass der Träger zur Durchführung des Werkzeugwechsels am Maschinenständer (12) achsparallel

zu der sich in Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel (54) beweglich ist, und dass die Werkzeuggreifer " am Träger gemeinsam in vertikaler Richtung derart beweglich sind, dass sie nacheinander einzeln am Arbeitsspindelaggregat (18) in die Werkzeugwechselstellung gelangen»

5ο Bohr- und Präswerk nach Anspruch 5 oder 4» dadurch gekennzeichnet, dass der die Werkzeuggreifer (118,120) tragende Träger (110) beim Werkzeugwechsel synchron alle Bewegungen des sich im Arbeitseinsatz befindlichen Arbeitsspindelaggregates (18) mit durchführte

> - ■ ■■■■■■■

6.ο Bohr- und Fräswerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Werkzeugmagazin (60) synchron mit dem Maschinenständer (12) bewegt.

-29 -

10 9847/026 8 ■ bad

y - ta-

29*3.67 - 29 -

Τ» Bohr·* und Fr äs werk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (60) eine Anzahl von in unterschiedlichen Ebenen übereinander angeordneten Werkzeugspeichern (64) aufweist, die jeweils eine Vielzahl von Werkzeugen aufnehmen und in vorbestimmte EntnahmeStellungen einstellbar sind«

8. Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, λ dass alaWerkzeugspeicher (64) an einer gemeinsamen Schwenksäule (62) übereinander angeordnete Drehscheiben dienen, die an ihrem Umfange Ausnehmungen (66) zur Aufnahme jeweils eines Werkzeuges haben,

9ο Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheiben (64) des Werkzeugmagazins (60) in unterschiedlichen axialen Abständen an der Schwenksäule (62) angeordnet sind und dass die in die Ausnehmungen der Drehscheiben einsetzbaren Werkzeuge mit ihrem Schaft ι achsparallel zur Schwenksäule einsetzbar sind«

10. Bohr-* und fräawerfc nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 9f dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Werkzeugmagazin (60) und dem die Werkzeuggreifer (118,120) tragenden

-30-

109847/0268

y - ta

29-5.67 -30 -

Träger (110) ein Überbringer (84) zwisehengeschaltet ist, der zur Durchführung eines Werkzeugwechsels selbsttätig in eine vorbestimmte Entnahmestellung steuerbar ist, durch welchen Überbringer jeweils ein Werkzeug aus einem der Werkzeugspeicher (64) herausnehmbar und einem der Werkzeuggreifer übergebbar ist und der nach erfolgter Werkzeugübergabe das im anderen Werkzeuggreifer vorhandene, aus der sich in der Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel (54) entnommene Werkzeug übernimmt und in die diesem Werkzeug zugeordnete Ausnehmung (66) des entsprechenden Werkzeugspeichers (64) übergibt,,

11· Bohr- und ffräswerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Überbringer (84) zur Übernahme des Werkzeugs eine Greifvorrichtung (102) aufweist, die zur Übergabe eines Werkzeuges vom Werkzeugmagazin (6o) zu einem der am Träger (110) vorgesehenen Greifer (118,120) bzw. zur Entnahme eines in einem der beiden Greifer vorhandenen Werkzeuges mindestens eine Schwenkbewegung ausführt und das aufgenommene Werkzeug in eine fluchtende lage zu der sich in der Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel (54) bzw. in eine achsparallele Lage zur Schwenksäule (62) des Werkzeugmagazin^ (60) bringt.

- 31 109847/02 6 8

y - ta .

29o3.67 * - 31 -

12, Bohr- und fräswerk nach einem der vorhergehenden Ansprache 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (60) an einer Seite des Maschinenständers (12) und in Bezug auf das Arbeitsspindelaggregat (18) zurückversetzt auf einem mit dem Maschinenständer (12) gekuppelten, fahrbaren Untergestell (56) angeordnet ist, in dem der Antrieb (70) für die Schwenksäule (62) untergebracht ist*

IJSV Bohr- und Fräswerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Überbringer (84) über einen Schwenkkopf (90) verfügt, der um eine achsparallel zu der sich in der Bereitschaftsstellung befindlichen Arbeitsspindel (54) angeordnete Schwenkachse schwenkbar ist, welcher Schwenkkopf eine die Greifvorrichtung (102) tragende Wendevorrichtung (96) aufweist, mit deren Hilfe während der Schwenkbewegung des Schwenkkopfee (90) deren Greifvorrichtung (102) um 90° schwenkbar istβ

14. Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkkopf (90) und die Wendevorrichtung (96) über eine gemeinsame Antriebsvorrichtung (-) antreibbar sind» .......

- 32 -

109847/02 6 8"

y - ^ta

29*3.67 - 52 -

15. Bohr- und Fräswerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Y/erkzeugmagazin (6o) und Überbringer (84) eine Baueinheit bilden, die über ein Verbindungsglied (58) mit dem Maschinenständer (12) in Bewegungsrichtung des letzteren starr, jedoch quer zur Bewegungsrichtung gelenkig verbunden ist.

16. Bohr- und Fräswerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche ₉ dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitstisch (22) eine vom Maschinenbett (12) lösbare, in sich geschlossene Baueinheit bildet.

17. Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitstisch (22) zwei im Abstand voneinander vorgesehene, positionierbäre Rundtische (122,124) aufweist«

18. Bohr- und Fräawerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufspannflächen der Rundtische (122,124) in einer gemeinsamen Ebene liegen, die ihrerseits in der Ebene der Aufspannfläche des Arbeitstisches liegen«,

19. Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein zweier Rundtische (122,124) mindestens der eine Hundtisch abkippbar ist.,

109847/0268

BAD

Lee rseite